Защо комутаторът се използва в машини с постоянен ток?

A комутаторсе използва в DC (постоянен ток) машини, като DC двигатели и DC генератори, поради няколко важни причини:

Преобразуване на променлив ток в постоянен ток: В генераторите за постоянен ток комутаторът служи за преобразуване на променливия ток (AC), индуциран в намотките на котвата, в изходен постоянен ток (DC). Докато арматурата се върти в магнитното поле, комутаторът обръща посоката на тока във всяка арматурна намотка в подходящия момент, като гарантира, че генерираният изходен ток тече последователно в една посока.

Поддържане на посоката на тока: В двигателите с постоянен ток комутаторът гарантира, че посоката на тока през намотките на котвата остава постоянна, докато роторът се върти в магнитното поле. Този еднопосочен поток от ток създава непрекъснат въртящ момент, който задвижва въртенето на двигателя.

Генериране на въртящ момент: Чрез периодично обръщане на посоката на тока в намотките на котвата, комутаторът генерира постоянен въртящ момент в двигателите с постоянен ток. Този въртящ момент позволява на двигателя да преодолее инерцията и външните натоварвания, което води до гладко и непрекъснато въртене.

Предотвратяване на къси съединения на арматурата: Комутаторните сегменти, изолирани един от друг, предотвратяват късо съединение между съседни арматурни бобини. Докато комутаторът се върти, той гарантира, че всяка арматурна намотка поддържа електрически контакт с външната верига чрез четките, като същевременно избягва контакт със съседните намотки.

Контрол на скоростта и въртящия момент: Дизайнът на комутатора, заедно с броя на сегментите и конфигурацията на намотките, позволява контрол върху характеристиките на скоростта и въртящия момент на машините с постоянен ток. Чрез различни фактори като приложеното напрежение и силата на магнитното поле, операторите могат да регулират скоростта и въртящия момент на двигателя или генератора, за да отговарят на специфичните изисквания.

Като цяло,комутаториграе решаваща роля в работата на машини с постоянен ток, като улеснява преобразуването на електрическата енергия в механична енергия (в двигатели) или обратно (в генератори), като същевременно поддържа надеждни електрически връзки и контрол върху посоката и големината на текущия поток.